JPS6240021B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリニア走査形電子スキヤン方式の超音
波診断装置に関するものである。

第１図は一般的なリニア走査形電子スキヤンに
よるＢモード走査の概念図である。図において１
は多数の超音波振動子１ａを並設して成る周知の
リニア走査形電子スキヤン方式の超音波プローブ
である。超音波振動子は順次時間をずらして振動
させその直下方向に超音波ビームを送波させてゆ
くことによりリニア走査されるが、超音波ビーム
は画面のちらつきを少なくするため、通常、飛び
越し走査させており、図のように奇数フイールド
ではａ１→ａ２→ａ３の順に、また偶数フイール
ドではｂ１→ｂ２→ｂ３の順に超音波ビームを送
波してゆく。実際にはこれらの超音波ビームは
各々数10本であるがここでは簡単のため３本づつ
を示した。２は超音波の反射体（被検体）を概念
的に示したものである。第１図でＤは超音波ビー
ムの間隔を示しており、これは超音波振動子のピ
ツチにより固定となる。また、Ｌは超音波振動子
からの距離、即ち生体（被検体）の深さを示して
おり、一般には可変とされている。従つてテレビ
ジヨンモニタに超音波像を表示する際には所望の
深さＬを選択して観察する。また、深さＬの選択
だけでは所望の部位を見易く表示できない為、画
面のスケールの拡大、縮小が可能であることが要
求される。

第２図はテレビジヨンモニタにリニア走査電子
スキヤンのＢモード像を表示したときの画面の様
子を示したものであり、Ｃ１〜Ｃ３はテレビジヨ
ンの奇数フイールド用走査線、ｄ１〜ｄ３は偶数
フイールド用走査線を概念的に示したものであ
る。

尚、テレビジヨンモニタは全く独立の掃引時間
を有しており、特に水平掃引時間は63.5μｓで、
一般的な超音波ビームの１走査時間200〜300μｓ
の数分の１に相当する。従つて、そのままでは所
望の表示像が得られないので被検体からの反射波
である超音波エコー信号を一旦一画面分のメモリ
に格納し、テレビジヨンの掃引時間に合わせてメ
モリから読み出し、表示させる必要がある。

第２図のような表示方法は画面のスケールを固
定と考えた場合、回路的には容易であり、従来こ
の方法が一致的であつた。

即ち、かゝる方法では超音波の伝播方向とテレ
ビジヨンの水平走査方向が一致し、超音波のビー
ム移動方向とテレビジヨンの垂直走査方向が一致
しているため、一般にはメモリに順番にデータを
書き込み、テレビジヨンの走査時間に合わせてこ
のメモリに書き込んだ順番にデータを読み出せば
良いからである。

しかし、画面のスケールを可変、即ち拡大また
は縮小を行ないたい時（この要求は極く一般的で
ある）、次のような問題が生ずる。

(1) テレビジヨンは走査線間隔が固定のため、整
数の倍率（或いは分率）でしか表示できず、そ
のため、テレビジヨン走査線の数本おきにしか
像が現われず、画質は非常に低下する。これを
補うためには走査線間を何らかの方法（補間な
ど）により埋る必要が出て来る。この場合、処
理した情報が表示されるわけであるから真の情
報でない情報が加わり、画質としては十分なも
のとはならない。（整数分率の場合は間引き走
査となる。） (2) 整数倍率、分率で表示するにしても第３図に
示すようにメモリの読み出し制御が各々異な
る。第４図は第２図を２倍に拡大した例であ
り、第５図は1/2に縮少した例を示したもので
画面の中央に表示させるには更にそれぞれに対
応した制御を加える必要がある。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので超音
波ビームをリニア走査させてＢモードの超音波映
像信号を得、この映像信号をアナログデータに変
換してメモリに記憶させた後にデイジタルデータ
に変換し、テレビジヨンモニタに表示させる超音
波診断装置において、テレビジヨンモニタの表示
倍率を設定する設定手段と、前記超音波ビームの
走査方向と前記テレビジヨンモニタの水平走査方
向とを一致させるアドレスを前記設定倍率対応の
時間間隔で更新して前記メモリに供給し、メモリ
の書込み・読出しを制御するアドレス制御回路と
を具備するすることにより前記欠点を除去し、画
像の拡大縮小を任意に行なうことができると共に
補間処理を全く不要とししかも画質の向上を図る
ことができるようにしたリニア走査形電子スキヤ
ン方式の超音波診断装置を提供することを目的と
する。

以下、本発明の一実施例について第６図〜第１
４図を参照しながら説明する。第６図、第７図、
第８図は各々従来の第２図、第４図、第５図に対
応する本発明方式の表示例を示す図であり、従来
の横形に対し、表示方法を縦形（超音波の伝播方
向をテレビジヨンモニタの水平掃引方向に、超音
波のビーム移動方向をテレビジヨンモニタの垂直
掃引方向に表示）にしたものである。この方式に
よればX′軸即ちテレビジヨン走査線方向はメモ
リの読み出し速度により任意に拡大縮小ができ
る。またY′軸（即ちテレビジヨンの垂直掃引方
向）はテレビジヨン走査線間隔が固定であるた
め、制約は受けるが、所望のスケールに合わせて
映像信号のサンプリング速度を変えることによ
り、拡大縮小ができる。

以下にその具体例について説明する。

第９図は本装置の構成を示すブロツク図であ
り、図中ＡはXY走査法による超音波映像信号、
Ｓはその同期信号、Ｂは外部より与えられる倍率
指定のための倍率指定信号、Ｃはテレビジヨンの
映像信号である。２１は前記超音波映像信号Ａを
デイジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、２２
はこのＡ／Ｄ変換器２１により変換されたデータ
を記憶する一画面分の容量を持つメモリ、２３は
このメモリ２２から読み出されるデータをアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器、２４は発振周波
数を可変できる可変発振回路であり、前記Ａ／Ｄ
変換器２１はこの可変発振回路２４の出力に同期
してデイジタル変換データをメモリ２２に書き込
む。２５は同様な可変発振回路であり、前記メモ
リ２２のデータはこの可変発振回路２５の出力に
同期して動作するＤ／Ａ変換器２３を介して読み
出されアナログ信号化されてテレビジヨン映像信
号Ｃとして出力される。２６は前記メモリ２２の
アドレスを指定するアドレス制御回路、２７はテ
レビジヨンモニタに表示する画像の指定倍率に応
じて前記可変発振回路２４，２５の発振周波数を
設定し、また、前記アドレス制御回路２６に指定
倍率に応じたアドレスの設定制御を行ない、また
超音波映像信号Ａの同期信号Ｓが入力されると前
記可変発振回路２４の発振周波数を超音波のリニ
アスキヤンに対応した周波数に、且つ前記アドレ
ス制御回路２６をこの同期信号Ｓに同期させてア
ドレス指定されるようそれぞれ設定する倍率制御
回路である。２８はテレビジヨン用の同期信号を
発生する同期回路で、読み出しの際にはアドレス
制御回路２６及び可変発振回路２５に同期信号を
与える。

次に上記構成の本装置の動作について説明す
る。初めにメモリ２２に対する超音波映像信号Ａ
の書き込みについて説明する。超音波映像信号Ａ
（第１０図ｂ）の同期信号Ｓ（第１０図ａ）が倍
率制御回路２７に入力されるとこの倍率制御回路
２７は外部より指定された倍率Ｂで発振するよう
可変発振回路２４を設定しこの可変発振回路２４
を発振させる。この発振出力はＡ／Ｄ変換器２１
に加えられ、Ａ／Ｄ変換器２１はこの可変発振回
路２４の発振周波数をサンプリング周波数として
超音波映像信号Ａをサンプリングし、デイジタル
化してメモリ２２に与える。その際のサンプリン
グ周波数は倍率Ｂが「１」のときをf₁とすると倍
率Ｂが「２」のときは2f₁、倍率Ｂが1/2ではｆ１／２と なりそれぞれのときのサンプリング状態は第１０
図ｃ，ｄ，ｅとなる。その際、メモリ２２に対す
る書き込みには第１１図、第１２図の２通りの方
法が考えられる。図においてａはメモリの内容
を、またｂはテレビジヨンモニタの画像をそれぞ
れ示す。第１１図ａは書き込みをシリアルに、読
み出しをランダムに行なう方法であり、〜は
アドレス、また１〜１２は入力データ即ちサンプ
リングされた超音波映像信号Ａの格納順序であ
る。図からわかるように１番地には最初にサンプ
リングされたデータが格納され、２番地には次に
サンプリングされたデータが格納され、以後、ア
ドレスの進みに従つてサンプリング順に格納され
てゆく。

第１２図ａは書き込みをランダムに、読み出し
をシリアルにする方法である。この場合、図から
わかるようにデータの格納はアドレス順に読み出
してテレビジヨンモニタに与えた場合に像が縦形
に表示されるような関係に行なわれている。

尚、第１１図、第１２図は説明の便宜上、超音
波映像信号がノンインタレースで入力される場合
について示した。

これら読み出し、書き込みのアドレス制御はア
ドレス制御回路２６によつて行なわれ、メモリ２
２のアドレス指定が順次行なわれてゆくから、前
記Ａ／Ｄ変換器２１によりデイジタル化された超
音波映像信号Ａのサンプリングデータは順次、そ
の指定されたアドレスに格納されてゆく。このよ
うにしてメモリ２２に書き込まれたデータはテレ
ビジヨン用の同期回路２８で発生される同期パル
ス（水平同期信号TVHSYNC〔第１３図ａ〕）の
タイミングで読み出される。

即ち、同期パルス（第１３図ａ）を受けるとこ
れに同期しながらアドレス制御回路２６はメモリ
２２のアドレスを第１１図ａの形式か或いは第１
２図ａの形式のいずれかの定められた形式でアド
レス制御し、且つ倍率制御回路２７により設定さ
れた倍率に対応した読み出し周波数でアドレスを
進めそのメモリ２２のアドレス内容を読み出す。
また、前記同期パルスに同期し、その中心位置を
中心とすると共に倍率制御回路２７により設定さ
れた倍率Ｂにより定まる周波数でしかもその倍率
に対応した時間だけ可変発振回路２５は出力を発
生する。この出力がＤ／Ａ変換器２３に与えら
れ、Ｄ／Ａ変換器２３はこの出力に同期しながら
メモリ２２から読み出されるデータをアナログ信
号に変換する。

その際の読み出し周波数は倍率Ｂが「１」のと
きをf₂とすると倍率Ｂが「２」のときはｆ２／２、倍率 Ｂが「1/2」では2f₂とする その結果、倍率１では第１３図ｂのように、倍
率２では第１３図ｃのように、倍率1/2では第１
３図ｄのようにテレビジヨンの同期パルス〔水平
掃引信号（第１３図ａ）〕に対する倍率対応の時
間に跨つてテレビジヨンの水平走査線一行分ずつ
のデータが読み出されＤ／Ａ変換器２３によりア
ナログ信号化され映像信号Ｃ（第１３図ｅ）とし
てテレビジヨンモニタに与えられる。これにより
テレビジヨンモニタ上には倍率に応じたスケール
で超音波像が表示されてゆく。尚、読み出しは超
音波像を縦形に表示させるためメモリに第１１図
ａの如く格納されているとするとテレビジヨンモ
ニタには第１１図ｂの如く表示されるよう水平
X′、垂直Y′掃引に対応させて番地→番地→
番地→番地→…の順に読み出し、また、第１
２図ａの如く格納されているとすると第１２図ｂ
の如く表示されるよう番地→番地→番地→
番地→…の順に読み出し、超音波像を縦形に表
示させてゆく。

これらはいずれもアドレス制御回路２６によつ
て制御される。

尚、読み出しに関してはテレビジヨン走査法で
はインタレス走査となるため、読み出しアドレス
が例えば第１２図では〜、〜により奇数
フイールドを、また〜、〜により偶数フ
イールドを構成するように制御されることは言う
までもない。

このように超音波ビームの方向をテレビジヨン
では垂直掃引方向とし、１フレームム分の超音波
像のデータを設定倍率に応じた配列でメモリに格
納し、この格納したメモリからテレビジヨンの水
平、垂直掃引の進入に対応して順次必要なデータ
を読み出しアナログ信号化してテレビジヨンモニ
タに与え縦方向に表示させるようにしたので、表
示像の拡大縮小は任意に行なうことができ、しか
も補間処理等を行なう必要がない。

即ち、像の幅方向はテレビジヨンモニタの走査
線方向となるから、走査線上に占める幅方向の画
素の割合いは任意に定めることができ、また、垂
直方向は拡大率に合わせて所要とする本数の走査
線を利用すれば良いから拡大率は任意に設定で
き、従来のように走査線本数の制約から整数の倍
率（または分率）しかとれないと云う制限を受け
なくなり、従つて、走査線間を埋めると云う補間
処理も全く不要で画質も損なう心配もない。

以上、本発明の一具体例について述べたがこの
変形例を第１４図に示す。基本的構成においては
第９図の場合とほとんど同じであるが、Ａ／Ｄ変
換器２１の出力側に書き込み用のバツフア３１
を、またＤ／Ａ変換器２３の入力側に読み込み用
のバツフア３２をそれぞれ設けたものである。こ
れらバツフア３１，３２はメモリ２２のサイクル
タイムが遅い場合に必要となるもので、バツフア
３２はブロツク読み出しを行なつてメモリ２２の
読み込み回数を減らす効果をもたらし、バツフア
３１はメモリ２２の空き時間に書き込ませる作用
を行なう。

以上詳述したように本発明によればテレビジヨ
ンモニタの画面に表示する像の拡大縮小を任意に
行なえ、しかも補間処理等を行なう必要がないた
め画質低下もなく、真の画像を忠実に再生できる
超音波診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なリニア走査電子スキヤンの超
音波トランスジユーサとそのXY走査の概念を説
明するための図、第２図、第４図、第５図はテレ
ビジヨンモニタに超音波Ｂモード像を表示したと
きの従来法による１倍像、２倍像、1/2倍像の表
示状態を示す図、第３図は従来におけるテレビジ
ヨン走査順序とメモリ読み出し順序の関係を示す
図、第６図、第７図、第８図は本発明方式により
テレビジヨンモニタに超音波Ｂモード像を表示し
たときの１倍像、２倍像、1/2倍像のそれぞれの
表示状態を示す図、第９図は本発明の一実施例を
示すブロツク図、第１０図ａ〜ｅはそのメモリ書
き込み時の動作を示すタイムチヤート、第１１図
ａは書き込みをシリアルに、読み出しをランダム
にする場合のメモリの書き込み順序を説明するた
めの図、第１１図ｂはそのときのテレビジヨンモ
ニタの画面を示す図、第１２図ａは書き込みをラ
ンダム読み出しをシリアルにする場合のメモリの
書き込み順序を説明するための図、第１２図ｂは
そのときのテレビジヨンモニタの画面を示す図、
第１３図ａ〜ｅは第９図回路におけるメモリ読み
出し時の動作を説明するためのタイムチヤート、
第１４図は本発明の変形例を示すブロツク図であ
る。 ２１……Ａ／Ｄ変換器、２２……メモリ、２３
……Ｄ／Ａ変換器、２４，２５……可変発振回
路、２６……アドレス制御回路、２７……倍率制
御回路、２８……同期回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の超音波振動子を並設したトランスジ
   ユーサを用い前記超音波振動子を順次電気的に切
   換えながら動作させることにより超音波ビームを
   リニア走査させてＢモードの超音波映像信号を
   得、この映像信号をデイジタルデータに変換して
   メモリに記憶させた後にアナログデータに変換
   し、テレビジヨンモニタに表示させる超音波診断
   装置において、テレビジヨンモニタの表示倍率を
   設定する設定手段と、前記超音波ビームの走査方
   向と前記テレビジヨンモニタの水平走査方向とを
   一致させるアドレスを前記設定倍率対応の時間間
   隔で更新して前記メモリに供給し、メモリの書込
   み・読出しを制御するアドレス制御回路とを具備
   したことを特徴とする超音波診断装置。